DE650812C - Device for automatic change of the phase shift or waveform of the alternating grid voltage of discharge paths working with ionized vapor in a rectifier circuit - Google Patents

Description

in Parisin Paris

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Änderung der Phasenverschiebung oder Wellenform der Gitterwechselspannung von mit ionisiertem Dampf arbeitenden Entladungsstrecken in Gleichrichterschaltung, bei der die Verstellung des Gitterspannungserzeugers durch einen Stromimpulse empfangenden Hilfsmotor erfolgt. Mit der Erfindung wird bezweckt, eine selbsttätige, verzögerungsfreie und genaue Regelung, und zwar entweder der Gleichspannung in Abhängigkeit von der abgegebenen Gleichstromleistung oder des Gleichstromes in Abhängigkeit von dem von anderen mit dem betreffenden Gleichrichter parallel geschalteten Maschinen abgegebenen Strom, durchzuführen. The invention relates to a device for automatically changing the phase shift or waveform of the alternating grid voltage of discharge paths working with ionized vapor in a rectifier circuit, in which the grid voltage generator is adjusted by an auxiliary motor receiving current pulses. The aim of the invention is to provide an automatic, delay-free and precise regulation, namely either the DC voltage as a function of the output DC power or the direct current depending on that of others with the relevant rectifier of machines connected in parallel.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß die Stromimpulse konstanter Intensität'According to the invention this is achieved in that the current pulses of constant intensity '

ao und veränderlicher Richtung von vier in Graetz-Schaltung angeordneten Hilfsentladungsstrecken mit Ionenentladung, von denen nur diejenigen mit gemeinsamem Kathodenpotential Gitter besitzen, geliefert werden, wobei der Anker des Hilfsmotors in Reihe mit der Wechselspannungsquelle für die vier Hilfsentladungsstrecken an die beiden jeweils ungleichartige Hauptelektroden zweier verschiedener Hilfsentladungsstrecken verbindenden Leitungen, seine Erregerwicklung an die beiden jeweils gleichartige Hauptelektroden zweier verschiedener Hilfsentladungsstrecken verbindenden Leitungen angeschlossen ist und die Gitterkreise der beiden gittergesteuerten Hilfsentladungsstrecken in der Weise mit den Gleichstromklemmen des Gleichrichters verbunden sind, daß Änderungen einer Betriebsgröße des Gleichstromkreises auf den Hilfsmotor in vorbestimmter Weise einwirken.ao and variable direction of four auxiliary discharge paths arranged in a Graetz circuit with ion discharge, of which only those with a common cathode potential have grids, the armature of the auxiliary motor in series with the AC voltage source for the four Auxiliary discharge paths to the two main electrodes of two different types Lines connecting auxiliary discharge paths, its excitation winding to the two main electrodes of the same type two different auxiliary discharge lines connecting lines connected and the grid circles of the two grid-controlled auxiliary discharge paths in the Way connected to the DC terminals of the rectifier that changes an operating variable of the DC circuit act on the auxiliary motor in a predetermined manner.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung in Abb. 1.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing in FIG. 1.

Hierin sind R ein von dem Transformator T gespeister Sechs-Anodenquecksilberdampf-Gleichrichter mit Steuergittern g, H ein Sechsphasen-Phasenschieber, der mit den Steuergittern g über Schutzwiderstände r verbunden ist, E ein Hilfsmotor, dessen Erregerwicklung mit c bezeichnet ist, 5" eine Gleichstrommaschine mit' unabhängiger Erregung, M eine Dreielektroden-Hochvakuumröhre, JV und N' gittergesteuerte, mit ionisiertem Dampf arbeitende Hilfsentladungsstrecken, JV₁ und N₁' nichtgesteuerte, mit ionisiertem Dampf arbeitende Hilfsentladungsstrecken, W der Speisetransformator der in Graetz-Herein, R g is a powered from the transformer T six-anode mercury vapor rectifier with control grids, H a six-phase phase shifter which g with the control grids connected r over protection resistors, E an auxiliary motor whose exciter coil is denoted by c, 5 "a direct current machine with 'independent excitation, M a three-electrode high vacuum tube, JV and N' grid-controlled auxiliary discharge sections working with ionized steam, JV ₁ and N ₁ ' non-controlled auxiliary discharge sections working with ionized steam, W the feed transformer of the Graetz

Schaltung angeordneten vier Hilfsentladungsstrecken N, N', N₁ und N₁. Circuit arranged four auxiliary discharge paths N, N ', N ₁ and N ₁ .

Diese Anordnung hat den Zweck, für die Transformator-Gleichrichtergruppe T und R eine ganz bestimmte Spannungseharakteristik zu verwirklichen, beispielsweise derart, daß die Gleichspannung E_c des Gleichrichters R konstant ist, gleichgültig, welchen Wert der abgegebene Gleichstrom I_c hat. Die Gleich-Strommaschine ,5" wird mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und liefert eine konstante Gleichspannung E₃. This arrangement has the purpose of realizing a very specific voltage characteristic for the transformer-rectifier group T and R , for example such that the direct voltage E _{c of} the rectifier R is constant, regardless of the value of the output direct current I _c . The DC machine 5 "is driven at constant speed and supplies a constant DC voltage E ₃ .

Die Kathode der Dreielektroden-Hochvakuumröhre M' ist mit der positiven Klemme der Maschine 5" verbunden, während das Gitter mit der Kathode K des Gleichrichters R in Verbindung steht. Der Anodenstrom i_M der Röhre M fließt über einen Widerstand Q und die Anodenspannungsquelle P₁, die eine konstante Spannung liefert. Die Kathoden der Hilfsentladungsstrecken N und N' haben gleiches Potential. Das Gitter von N steht über eine Gleichspannungsquelle P₂ mit dem Ende χ des Widerstandes Q in Verbindung. Das Gitter von Λ^τ' ist über eine Gleichspannungsquelle P₂' mit dem Ende x' des Widerstandes Q verbunden. Ferner ist der Mittelpunkt 0" von Q mit den Kathoden der Hilfsentladungsstrecken N und N' verbunden.The cathode of the three-electrode high vacuum tube M ' is connected to the positive terminal of the machine 5 ", while the grid is connected to the cathode K of the rectifier R. The anode current i _{M of} the tube M flows through a resistor Q and the anode voltage source P ₁ , which supplies a constant voltage. The cathodes of the auxiliary discharge paths N and N ' have the same potential. The grid of N is connected via a direct voltage source P ₂ to the end χ of the resistor Q. The grid of Λ ^τ ' is connected to a direct voltage source P. ₂ 'is connected to the end x' of the resistor Q. Furthermore, the midpoint 0 "of Q is connected to the cathodes of the auxiliary discharge paths N and N ' .

Der Phasenschieber/f steht mit den Gittern g des Gleichrichters R in Verbindung, und sein neutraler Punkt 0' ist mit der Kathode K des Gleichrichters R verbunden. Der die Verstellung bewirkende mechanische Antrieb ist mit der Welle des Hilfsmotors E gekuppelt.The phase shifter / f is connected to the grids g of the rectifier R , and its neutral point 0 'is connected to the cathode K of the rectifier R. The mechanical drive effecting the adjustment is coupled to the shaft of the auxiliary motor E.

Die Spannung E₃ der Gleichstrommaschine S ist der Spannung E_c des Gleichrichters R entgegengesetzt. Infolgedessen tritt als Steuerspannung die Spannungsdifferenz E₃-E₀ zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre M auf. Die Gitterspannung eg_N der Hilfsentladungsstrecke N ergibt sich aus dem Ausdruck eg_N = e_Pi —e_Q. Hierin ist e_Q die Potentialdifferenz zwischen den Punkten 0" und χ des Widerstandes Q und e_Pi die Spannungsdifferenz an den Klemmen von P₂. In gleicher Weise ergibt sich die Gitterspannung eg/ des Ventils N' aus dem Ausdruck eg/ = £q — e'ps- Hierin ist eq die Potentialdifferenz ■ zwischen den Punkten 0" und x' des Widerstandes Q und e'_P2 diej enige an den Klemmen von P₂'.The voltage E _{3 of} the DC machine S is the opposite of the voltage E _{c of} the rectifier R. As a result, the voltage difference E ₃ -E ₀ between the grid and the cathode of the tube M occurs as the control voltage. The grid voltage eg _{N of} the auxiliary discharge path N results from the expression eg _N = e _Pi - e _Q. Here, e _{Q is} the potential difference between the points 0 "and χ of the resistor Q and e _{Pi is} the voltage difference at the terminals of P _2. In the same way, the grid voltage eg / of the valve N ' results from the expression eg / = £ q - e'ps- Here, eq is the potential difference ■ between the points 0 "and x 'of the resistor Q and e' _P2 those at the terminals of P ₂ '.

.Für den Fall, daß E_s —£_c=0 ist, fließt in der Röhre M ein bestimmter Anodenstrom i^. e_P2 und e'_P2 sind derart gewählt, daß für E_s —-E₀=O die Spannungen eg_N und eg/ negativ sind. Die Hilfsentladungsstrekken N und N' können hierbei nicht in Tätigkeit treten.In the event that E _s - £ _c = 0, a certain anode current i ^ flows in the tube M. e _P 2 and e ' _P2 are chosen such that for E _s - -E ₀ = O the voltages eg _N and eg / are negative. The auxiliary discharge paths N and N ' cannot come into action here.

Wenn E_c> E₃, so wächst der Strom i_M. Man kann leicht sehen, daß in diesem Fall nur die Hilfsentladungsstrecke N' in Tätigkeit treten kann.- Der von der Sekundärwicklung W₃ des Transformators W gelieferte Strom i_c fließt dann in _s der Richtung kN'hejN₁ fE. Wenn die BedingungE_c = E_{3 #} von neuem erfüllt ist, so nimmt der Strom i_c den Wert 0 an.If E _c > E ₃ , the current i _{M increases} . One can easily see that in this case only the auxiliary discharge path N 'can come into operation. The current i _c supplied by the secondary winding W _{3 of} the transformer W then flows in _{s in} the direction kN'hejN ₁ fE. If the condition E _c = E _{3 # is} met again, the current i _c assumes the value 0.

Wenn E₀ < E₃, so vermindert sich der Strom iß,, und es tritt nur die Hilfsentladungsstrecke N in Tätigkeit. Der von der Sekundärwicklung W_s gelieferte Strom i_c fließt dann in der entgegengesetzten Richtung EfNhc j N₁Ii. If E ₀ < E ₃ , the current i3 decreases and only the auxiliary discharge path N comes into operation. The current i _c supplied by the secondary winding W _s then flows in the opposite direction EfNhc j N ₁ Ii.

Es sei bemerkt, daß die Erregerwicklung c des Hilfsmotors E von dem von der Wicklung W_s gelieferten Strom stets in der glefchen Richtung durchflossen wird, während der Strom in dem Anker des Motors £ seine Richtung ändert. Eine ■ derartige Verteilung des Stromes i_e ergibt folgendes.It should be noted that the excitation winding c of the auxiliary motor E is always traversed by the current supplied by the winding W _s in the same direction, while the current in the armature of the motor E changes its direction. Such a distribution of the current i _e results in the following.

Wenn E_c > E_s, so bewirkt der Stromimpuls i_c in dem Hilfsmotor E eine Drehung in einem bestimmten Sinn. Da der Motor E mit dem Antrieb des Phasenschiebers H gekuppelt ist, so erfährt der Zündwinkel a der Gitter g des Gleichrichters R eine Veränderung. Der Drehsinn des Hilfsmotors E ist derart geregelt, daß in dem betrachteten Fall der Zündaugenblick der Anoden des Gleichrichters R' verzögert wird (was einer Vergrößerung des Winkels « entspricht) und infolgedessen die Spannung E₀ eine Verminderung erfährt. Der Motor E dreht sich, bis der Wert des Zündwinkels derart ist, daß er dem Fall E_c — E_s entspricht. In diesem Augenblick erreicht nämlich der Strom i_c den Wert 0, und der Hilfsmotor E bleibt stehen.If E _c > E _s , the current pulse i _c causes the auxiliary motor E to rotate in a certain sense. Since the motor E is coupled to the drive of the phase shifter H , the ignition angle a of the grid g of the rectifier R changes. The direction of rotation of the auxiliary motor E is regulated in such a way that in the case under consideration the instant of ignition of the anodes of the rectifier R 'is delayed (which corresponds to an increase in the angle λ) and, as a result, the voltage E _{0 is} reduced. The engine E rotates until the value of the ignition angle is such that it corresponds to the case E _c - E _s . At this moment, namely, the current i _{c reaches} the value 0 and the auxiliary motor E stops.

W'enn E_c < E_s, so dreht sich der Hilfsmotor E im entgegengesetzten Sinne. Der Zündaugenblick der Anoden wird dann vorgeschoben, und die Spannung E_c wächst, bis ihr Wert gleich E_s ist. In diesem Augenblick bleibt der Hilfsmotor E stehen. Die Regelungsgenauigkeit hängt von dem Wert E_c — E_s ab, bei dem der Stromimpuls i_c in dem einen oder dem anderen Sinne in den Anker des . Hilfsmotors E geleitet wird. . noIf E _c < E _s , the auxiliary motor E rotates in the opposite direction. The instant of ignition of the anodes is then advanced and the voltage E _{c increases} until its value is equal to E _s . At this moment, the auxiliary motor E stops. The control accuracy depends on the value E _c - E _s at which the current pulse i _c in one sense or the other in the armature of the. Auxiliary engine E is directed. . no

Es ist leic-ht einzusehen, daß die Spannung E_c bei wachsender Belastung des Gleichrichters das Bestreben hat, abzusinken, jedoch infolge der Regelvorrichtung auf dem Wert E_s gehalten wird. Man hat als Bezugsgröße die Spannung E₃ einer Gleichstrommaschine S verwendet, die als konstant gehalten anzunehmen ist. Durch Anbringung einer zusätzlichen Erregerwicklung auf der Gleichstrommaschine Sj die von einem Strom durchflossen wird, der proportional dem von dem Gleichrichter R abgegebenen Strom l_c ist, istIt is easy to see that the voltage E _c tends to decrease as the load on the rectifier increases, but is kept at the value E _{s as a result of the control device.} The voltage E _{3 of} a direct current machine S has been used as a reference value, which is to be assumed to be kept constant. By attaching an additional excitation winding to the DC machine Sj through which a current flows which is proportional to the current I _c output by the rectifier R is

es möglich, eine Über- oder Unterkompoundierung der äußeren Charakteristik E_c=f (I_c) des Gleichrichters R zu erzielen.it is possible to over- or under-compound the external characteristic E _c = f (I _c ) of the rectifier R to achieve.

Die Induktivität des Hilfsmotors E darf eine bestimmte Größe nicht. überschreiten; damit die Anodenspannung der Hilfsentladungsstrecken einmal in jeder Periode unter die Brennspannung sinken kann. Auf diese Weise sind die Gitter der Hilfsentladungsstrecken imstande, den Strom i_c zu unterbrechen, wenn ihre Steuerspannung wieder negativ wird. Wenn die Selbstinduktion des Motors Έ zu hoch ist, so bleibt die Anodenspannung der Hilfsentladungsstrecken oberhalb der Brennspannung, und eine Unterbrechung des Stromes i_c ist nicht möglich.The inductance of the auxiliary motor E must not be a certain size. exceed; so that the anode voltage of the auxiliary discharge paths can drop below the running voltage once in each period. In this way, the grids of the auxiliary discharge paths are able to interrupt the current i _c when their control voltage becomes negative again. If the self-induction of the motor Έ is too high, the anode voltage of the auxiliary discharge paths remains above the burning voltage, and an interruption of the current i _c is not possible.

Die bisherigen Betrachtungen gelten in gleicher Weise für den Fall, daß der Hilfsmotor E die räumliche Phasenlage der Bür-The previous considerations apply in the same way to the case that the auxiliary motor E has the spatial phase position of the office

ao sten eines für die Gittersteuerung des Gleichrichters R dienenden umlaufenden Kommutators in Abhängigkeit von irgendwelchen Gleichrichterbetriebsgrößen regelt. Es ist bekannt, daß einem solchen Apparat in gewissen Fällen der Vorzug vor einem Drehtransformator gegeben wird, da mit ihm eine Gittererregungsspannung rechtwinkliger Form erhalten werden kann. Er ist* insbesondere mit einem umlaufenden Kommutator mit doppelter Bürstenverschiebung verwendbar. Ein «derartiger Kommutator ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Er besteht aus einem zylindrischen Körper C aus Isolierstoff, der sich in dem betreffenden Falle in Halbsynchronismus dreht. Auf dem Körper C sind zwei leitende Platten A und Ä befestigt, die bezüglich der Achse y y' symmetrisch sind und für deren Ausdehnung in der Umfangsrichtung der Winkel Θ, ■ den die Enden einer Platte mit dem Mittelpunkt 0 bilden, ein Maß ist. Bezüglich der Achse y y' können zwei Bürsten α und b symmetrisch verstellt werden, d. h. die Bürsten bewegen sich gleichzeitig um den gleichen Winkel in verschiedener Richtung, wobei der Mittelpunktswinkel α seine Größe ändert. Diese Bürsten stehen mit Widerständen T₁ und T₁' und einer Gleichspahnungsquelle D in Verbindung. Der Mittelpunkt von D ist mit der Kathode K des zu steuernden Gleichrichters verbunden.ao most of a rotating commutator serving for the grid control of the rectifier R controls as a function of any rectifier operating variables. It is known that such an apparatus is preferred to a rotary transformer in certain cases because it can be used to obtain a grid excitation voltage of rectangular shape. It can * especially be used with a rotating commutator with double brush displacement. Such a commutator is shown schematically in FIG. It consists of a cylindrical body C made of insulating material, which in the case in question rotates in half-synchronism. On the body C, two conductive plates A and A are attached, which are symmetrical with respect to the axis yy ' and for the extent of which in the circumferential direction the angle Θ formed by the ends of a plate with the center 0 is a measure. With respect to the axis yy ' , two brushes α and b can be adjusted symmetrically, ie the brushes move at the same angle in different directions at the same time, the center angle α changing its size. These brushes are connected to resistors T ₁ and T ₁ ' and a DC voltage source D. The midpoint of D is connected to the cathode K of the rectifier to be controlled.

Die Bürste α steht über den Widerstand 1\ mit dem zu steuernden Gitter in Verbindung.The brush α is connected to the grid to be controlled via the resistor 1 \.

Abb. 3 gibt ein Bild der GitterspannungFig. 3 gives a picture of the grid tension

wieder. Das Gitter ist positiv während einer Zeit, die (Θ—α), proportional ist. Diese Winkel sind aus Abb. 2 ersichtlich. Wenn der Winkel α sich vermindert, so nimmt die Gitterspannung die Form der Kurve / der Abb. 3 an. Der Zündungsaugenblick der entsprechenden Anode ist dann also gemäß dem Wert des Winkels α mehr oder weniger verzögert. Es findet aber keine eigentliche Phasenverschiebung der Erregerwechselspanming der Gitter statt.again. The grid is positive for a time that is proportional to (Θ - α). These angles can be seen in Fig. 2. When the angle α decreases, the grid voltage takes the form of the curve / Fig. 3. The instant of ignition of the corresponding anode is then more or less delayed according to the value of the angle α. However, there is no actual phase shift in the exciter alternating voltage of the grid.

Claims (2)

65 Patentansprüche:65 claims: i. Einrichtung zur selbsttätigen Ände- - rung der Phasenverschiebung oder Wellenform der Gitterwechselspannung von mit ionisiertem Dampf arbeitenden Entladungsstrecken in Gleichrichterschaltung, bei der die Verstellung des Gitterspannungserzeugers durch einen Stromimpvilse empfangenden Hilfsmotor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulse konstanter Intensität und veränderlicher Richtung von vier in Graetz-Schaltung angeordneten Hilfsentladungsstrecken mit Ionenentladung, von denen nur diejenigen mit gemeinsamem Kathodenpotential Gitter besitzen, geliefert werden, wobei der Anker des Hilfsmotors in Reihe mit der Wechselspannungsquelle für die vier Hilfsentladungsstrecken an die beiden jeweils ungleichartige Hauptelektroden zweier verschiedener Hilfsentladungsstrecken verbindenden Leitungen, seine Erregerwicklung an die beiden jeweils gleichartige Hauptelektroden zweier verschiedener Hilfsentladungsstrecken verbindenden Leitungen angeschlossen ist und die Gitterkreise der beiden gittergesteuerten Hiifsentladungsstrecken in der Weise mit den Gleichstromklemmen <les Gleichrichters verbunden sind, daß Änderungen einer Betriebsgröße des Gleichstromkreises auf den Hilfsmotor in vorbestimmter Weise einwirken.i. Device for automatic change of the phase shift or waveform the alternating lattice voltage of discharge paths working with ionized vapor in rectifier circuit, in which the adjustment of the grid voltage generator by a current impvilse receiving auxiliary motor takes place, characterized in that the current pulses of constant intensity and variable Direction of four auxiliary discharge paths with ion discharge, arranged in a Graetz circuit, of which only those have a common cathode potential grid, are supplied, with the armature of the auxiliary motor in series with the AC voltage source for the four auxiliary discharge paths to the two respectively connecting dissimilar main electrodes of two different auxiliary discharge paths Lines, its excitation winding to the two identical main electrodes of two different Auxiliary discharge lines connecting lines is connected and the grid circles of the two grid-controlled auxiliary discharge paths in the same way as the DC terminals <les rectifier are connected that changes in an operating quantity of the DC circuit on the auxiliary motor in a predetermined manner act. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Ausgleichung von Gleichspannungsschwankungen, dadurch gekennzeichnet, daß Gitter und Kathode einer Dreielektroden-Hochvakuumröhre über eine den größten Teil der abgegebenen Gleichspannung kompensierende Vorspannungsquelle an die Gleichspannungsklemmen des Gleichrichters, und zwar das Gitter an den positiven Gleichstromleiter, angeschlossen sind, in deren Anodenstromkreis in Reihe mit der Anodengleichspannungsquelle ein Widerstand geschaltet ist, und daß der Mittelpunkt dieses Widerstandes an die Kathoden und jedes Ende an ein Gitter der gittergesteuerten Hilfsentladungsstrecken angeschlossen ist.2. Device according to claim 1 for compensating DC voltage fluctuations, characterized in that the grid and cathode of a three-electrode high vacuum tube via a bias voltage source that compensates for most of the output DC voltage the DC voltage terminals of the rectifier, namely the grid connected to the positive DC conductor are in the anode circuit in series with the anode DC voltage source Resistance is connected, and that the midpoint of this resistance to the Cathodes and each end to a grid of the grid-controlled auxiliary discharge paths connected. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings